DE3126215A1

DE3126215A1 - Topfmembran

Info

Publication number: DE3126215A1
Application number: DE19813126215
Authority: DE
Inventors: Hartmut 3257 Springe Runge; Wolfgang Dr.-Ing. 3005 Hemmingen Voss
Original assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1981-07-03
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1983-03-10

Description

Topfmembran
Die Erfindung betrifft eine Topfmembran, insbesondere für pneumatische Bremszylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Topfmembranen finden in druckmittelgesteuerten Ventilen, Zylindern und dergleichen Verwendung, da sie bei vollkommener Abdichtung eine nahezu reibungsfreie Hubbewegung gestatten. Sie sind in der Regel mit ihrem flanschartig abgewinkelten, zu einem Wulst verstärkten Außenrand in einem zylindrischen Gehäuse eingespannt und wirken über eine an ihrem Innenboden anliegende Scheibe auf ein bewegliches Stellglied ein, wobei die Wandungen des Topfteiles (Membranmantel) sich unter dem Einfluß der unterschiedlichen Druckverhältnisse beiderseits der Membran einstülpen. Dabei wird der Membranmantel durch Abrollbewegungen und durch Walken erheblichen Verformungen unterworfen.
Aufgrund dieser wechselnden Beanspruchungen wie z.B. StauchspannungenD muß das Wandungsmaterial der Topfmembran eine bestimmte Stärke aufweisen, um eine lange Standfestigkeit zu gewährleisten und um Ermüdungsrisse, welche den Ausfall des Gerätes bedeuten, weitgehendst zu verhindern.
Eine Topfmembran der beschriebenen Art ist aus der DE-OS 27 55 666 bekannt.
Zur Einsparung von Material und Gewicht besteht der Wunsch, Topfmembranen aus dünnerem Material herzustellen. Dabei ergeben sich jedoch erhebliche Festigkeitsprobleme in bezug auf die eingangs erwähnten Rißbildungen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Topfmembranen der eingangs erwähnten Art auf einfache Weise so auszubilden, daß auch bei aus relativ dünnem Material bestehenden Membranen eine ausreichende Festigkeit zur Sicherstellung einer langen Lebensdauer gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführte Erfindung gelöst.
Die Erfindung geht u.a. von der Erkenntnis aus, daß das Gewebe im Abroll- und Walkbereich dann gefährdet ist, wenn eine Richtung der Gewebefäden in Richtung des Umfanges der Membran verläuft, während die andere Richtung der Gewebe fäden senkrecht dazu verläuft. E; h.lt sich bei entsprechenden Versuchen gezeigt, daß die in Umfangsrichtung verlaufenden Fäden im beschriebenen Fall reißen können, wenn das Material der Membran relativ leicht und dünn ist.
Bei Verwendung der Erfindung wird verhindert, daß die Richtungen der Gewebefäden im gesamten gefährdeten Bereich der Membran nur in Umfangsrichtung und senkrecht dazu verlaufen.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, welches in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.
Die Figur stellt zwei verschiedene Schnitte ' durch .eine erfindungsgemäße Topfmembran dar.
Eine solche Topfmembran kann z.B. in einem Membran-Bremszylinder verwendet werden.
Die rechte Schnitthälfte zeigt die in Längsrichtung geschnittene Membranwandung 1 mit der darin eingeschlossenen Gewebeeinlage 2, während in der linken Schnitthälfte die Gewebeeinlage 2 offenliegt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist zu erkennen, daß keiner der Gewebefäden in Richtung des Umfanges der Membran verläuft. Das untere Ende der Membran ist zwecks Befestigung in einem Zylinder als Wulst 3 ausgebildet, während die an der oberen Innenfläche der Membran anliegende Scheibe 4 die Wirkverbindung mit einem beweglichen Stellglied darstellt.
Zur Betätigung z.B. eines pneumatischen Membranzylinders einer Radbremse, wird die Membran über einen Zylinderanschluß mit Druckluft beaufschlagt.
Da der Wulst 3 im Zylinder fest eingespannt ist, wird die Membran zusammengedrückt und die am Innenboden der Membran anliegende Scheibe 4 macht zusammen mit dem daran befestigten Stellglied (Kolbenstange) eine Hubbewegung, was eine Betätigung der Radbremse auslöst.
Die bei dem Vorgang sich einstülpende Membran wird im Wandungsbereich zwischen der Wulst 3 und dem Bereich der anliegenden Scheibe 4 am stärksten verformt (Stauchung in Umfangsrichtung) so daß dieser Bereich die Schwachstellen in bezug auf Geweberißbildungen darstellt.
Für die Gewebeeinlage kann in vorteilhafter Weise ein Gewebeshlauch mit konstantem Durchmesser verwendet werden, da die Lage der Gewebefäden zueinander eine gewisse Elastizität der Einlage ergibt.
Zwecks Einsparung von Material braucht sich die Gewebeeinlage 2 nicht über den gesamten Boden der Topfmembran zu erstrecken, sondern nur bis in den Randbereich der am Innenboden der Membran anliegenden Scheibe 4.

Claims

Patentansprüche 1. Topfmembran, insbesondere für pneumatische Bremszylinder, welche folgeende Merkmale umfaßt: a) Die Membran besteht im wesentlichen aus einem flexiblen Material, insbesondere Gummi; b) wenigstens im Bereich des Membranmantels ist eine Gewebezwischenlage angeordnet; c) die Membran ist mit ihrem äußeren Rand (3) einspannbar; d) die Gewebe-Zwischenlage (2) besteht aus Gewebefäden, die im wesentlichen in wenigstens zwei verschiedenen, insbesondere senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen angeordnet sind, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: e> die Gewebe-Zwischenlage (2) ist so ausgebildet und so angeordnet, daß im gesamten Bereich der Membran, in dem sich die Membran bei ihrer Hubbetätigung deutlich verformt, wenigstens die eine der Richtungen der Gewebefäden schräg verläuft in bezug auf die senkrecht zur Rotationsachse der Membran verlaufende Umfangsrichtung.
2. Topfmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebefäden-Richtungen senkrecht zueinander verlaufen.
3. Topfmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebefäden-Richtungen schräg zueinander verlaufen.
4. Topfmembran nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial für das Gewebe ein Gewebeschlauch mit konstantem Durchmesser dient.
5. Topfmembran nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (2) sich in der Mitte der Membran bis in den an einer Scheibe (4) anliegenden Bereich der Membran erstreckt, wobei die Scheibe (4) das Verbindungsglied zu einem beweglichen Stellglied darstellt.
6. Topfmembran nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (4) in der Mitte des ela,tischen Materials der Membran eingearbeitet ist.
7. Topfmebran nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (2) sich über die gesamte Fläche der Membran erstreckt.
8. Topfmembran nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (3) flanschartig abgewinkelt ist.